一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公布了一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座，在底座上設(shè)置有垂直于底座的支撐桿，在支撐桿上套裝有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板，在轉(zhuǎn)動(dòng)板上設(shè)置有兩個(gè)相互平行的立桿，兩個(gè)立桿關(guān)于支撐桿對(duì)稱(chēng)，在兩個(gè)立桿相對(duì)的面上設(shè)置有一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極，還包括安裝在支撐桿上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、原理很清晰，可快速調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的熱情，易于激發(fā)學(xué)生的求知欲，演示儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，利于攜帶，可規(guī)模化生產(chǎn)，可對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理可按知識(shí)進(jìn)度逐一探究，也可綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究，還可運(yùn)用到高中物理的電磁教學(xué)中，進(jìn)一步探究螺旋管定制，左、右手定則，電磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等內(nèi)容。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種磁電實(shí)驗(yàn)的教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具，具體是指一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁學(xué)是研究電和磁的相互作用現(xiàn)象，及其規(guī)律和應(yīng)用的物理學(xué)分支學(xué)科。根據(jù)近代物理學(xué)的觀點(diǎn)，磁的現(xiàn)象是由運(yùn)動(dòng)電荷所產(chǎn)生的，因而在電學(xué)的范圍內(nèi)必然不同程度地包含磁學(xué)的內(nèi)容。所以，電磁學(xué)和電學(xué)的內(nèi)容很難截然劃分，而“電學(xué)”有時(shí)也就作為“電磁學(xué)”的簡(jiǎn)稱(chēng)。電磁學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支。電學(xué)與磁學(xué)領(lǐng)域有著緊密關(guān)系，廣義的電磁學(xué)可以說(shuō)是包含電學(xué)和磁學(xué)，但狹義來(lái)說(shuō)是一門(mén)探討電性與磁性交互關(guān)系的學(xué)科。主要研究電磁波，電磁場(chǎng)以及有關(guān)電荷，帶電物體的動(dòng)力學(xué)等等。
[0003]在多年的初中物理教學(xué)中， 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)教材電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)總存在一些不盡人意的問(wèn)題:1、涉及的實(shí)驗(yàn)多，器材不規(guī)范:磁極間相互作用、磁感線磁場(chǎng)、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的作用等等；2、部分實(shí)驗(yàn)如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)模型太為抽象、不直觀，不能較好的與現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)實(shí)物建立起聯(lián)系；3、不能形象的展現(xiàn)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的“定子” “轉(zhuǎn)子”，及“定子” “轉(zhuǎn)子”的相對(duì)性；4、不能形象的展現(xiàn)“交流電” ；5、每組實(shí)驗(yàn)器材只能對(duì)單一實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行獨(dú)立探究，不能綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究；6、不能形象的展現(xiàn)相關(guān)機(jī)械能一電能、磁能、光能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，解決現(xiàn)在的中學(xué)物理教學(xué)中電磁學(xué)教學(xué)模型只能單一使用的問(wèn)題，達(dá)到一個(gè)裝置可以用于多種實(shí)驗(yàn)的目的。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座，在底座上設(shè)置有垂直于底座的支撐桿，在支撐桿上套裝有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板，在轉(zhuǎn)動(dòng)板上設(shè)置有兩個(gè)相互平行的立桿，兩個(gè)立桿關(guān)于支撐桿對(duì)稱(chēng)，在兩個(gè)立桿相對(duì)的面上設(shè)置有一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極，還包括安裝在支撐桿上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。本實(shí)用新型的底座可以是長(zhǎng)方形的，也可以是圓形的，其形狀沒(méi)有限定，其作用是作為整個(gè)裝置的固定平臺(tái)，在底座上設(shè)置一個(gè)固定的支撐桿，然后在支撐桿上套裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板，在轉(zhuǎn)動(dòng)板上設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的立桿，通過(guò)在立桿上設(shè)置一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極，一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極包括一個(gè)N極和一個(gè)S極,一對(duì)磁極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng),在支撐桿上放置招環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)板繞支撐桿的旋轉(zhuǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體切割磁力線的動(dòng)作，從而可以模擬出磁感線磁場(chǎng)、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)裝置用于多個(gè)教學(xué)試驗(yàn)的目的。
[0007]所述的支撐桿與轉(zhuǎn)動(dòng)板之間通過(guò)軸承連接。為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)板與支撐桿之間的摩擦力，采用在轉(zhuǎn)動(dòng)板與支撐桿之間設(shè)置一個(gè)軸承的方式，可以減小摩擦力，使得通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用等試驗(yàn)更加形象、生動(dòng)。一對(duì)試驗(yàn)磁極的安裝方式主要有兩種:[0008]第一種:在所述的立桿上設(shè)置有插口，所述實(shí)驗(yàn)磁極與插口相匹配且插接在插口內(nèi)。采用插接的方式，可以方便磁極的插入和取下，也便于磁極的保護(hù)，防止器磁性的消失。
[0009]第二種:在所述的立桿上安裝有磁性與所述實(shí)驗(yàn)磁極相反的固定磁極，固定磁極與實(shí)驗(yàn)磁極吸合。采用固定磁極與實(shí)驗(yàn)磁極相互吸引、貼合固定的方式，可以方便實(shí)驗(yàn)磁極的取放和管理，便于取放。
[0010]還包括加強(qiáng)塊，加強(qiáng)塊的兩側(cè)分別連接在轉(zhuǎn)動(dòng)板與立桿上。為了保持在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中立桿的位置相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)板固定，可以采用安裝加強(qiáng)塊的方式，形成較為穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。
[0011]在所述支撐桿頂部設(shè)置有頂尖。為了減小支撐桿與實(shí)驗(yàn)物體之間的摩擦力，可以采用在支撐桿頂部安裝頂尖的方式，通過(guò)減小接觸面積，有效減小相互之間的摩擦力，減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。主要的實(shí)驗(yàn)用具有小磁針、鋁框、線圈、以及鼠籠殼體，其中:小磁針演示磁體在磁場(chǎng)中的相互作用、磁針在靜止磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中的形態(tài)。
[0012]所述鋁環(huán)包括鋁框，在鋁框的下方設(shè)置有套裝在支撐桿上的套環(huán)，在鋁框頂部設(shè)置有一個(gè)與頂尖相配合的裝配腔。鋁框呈對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其本身不具有磁性，該結(jié)構(gòu)主要用于探究是什么原因使鋁框成為了磁針一樣的磁體，套環(huán)和裝配腔作為固定點(diǎn)，可以將整個(gè)裝置固定在支撐桿上，使其繞支撐桿的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不至于脫落。
[0013]所述線圈為包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的銅線圈本體，兩個(gè)銅線圈本體中部固定在一個(gè)連接筒上，在連接筒上設(shè)置有與頂尖相匹配的安裝孔，在銅線圈本體的輸出端連接有發(fā)光二極管。線圈主要用于模擬發(fā)電機(jī)，線圈切割磁力線產(chǎn)生交流電，連接筒與支撐桿之間通過(guò)摩擦力固定，通過(guò)在線圈的輸出端連接發(fā)光二極管，當(dāng)線圈切割磁力線時(shí)產(chǎn)生交流電，交流電使得LED燈閃亮。
[0014]所述的鼠籠殼體包括封閉的頂蓋、以及連接在頂蓋下方的筒壁，在筒壁上設(shè)置有多個(gè)鏤空的矩形槽。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0016]I本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具,通過(guò)在立桿上設(shè)置一對(duì)磁極,一對(duì)磁極包括一個(gè)N極和一個(gè)S極,一對(duì)磁極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng),在支撐桿上放置招環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)板繞支撐桿的旋轉(zhuǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體切割磁力線的動(dòng)作，從而可以模擬出磁感線磁場(chǎng)、奧斯特實(shí)驗(yàn)、右手螺旋定則、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)裝置用于多個(gè)教學(xué)試驗(yàn)的目的；
[0017]2本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，采用在支撐桿頂部安裝頂尖的方式，通過(guò)減小接觸面積，有效減小相互之間的摩擦力，減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
[0018]3本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，配合不同的實(shí)驗(yàn)器具，可以實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)的演示，達(dá)到了一個(gè)裝置多種實(shí)驗(yàn)的目的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、原理很清晰，可快速調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的熱情，易于激發(fā)學(xué)生的求知欲，演示儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，利于攜帶，可規(guī)模化生產(chǎn)，可對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理可按知識(shí)進(jìn)度逐一探究，也可綜合相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行一次性的全面探究，還可運(yùn)用到高中物理的電磁教學(xué)中，進(jìn)一步探究螺旋管定制，左、右手定則，電磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等內(nèi)容。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0020]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型演示同性相吸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型演示磁生電的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型演示大電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱(chēng):
[0025]1-底座，2-支撐桿,3-軸承,4-轉(zhuǎn)動(dòng)板,5-立桿,6-實(shí)驗(yàn)磁極,7-固定磁極,8-加強(qiáng)塊，9-頂尖，10-鋁框，11-套環(huán)，12-裝配腔，13-銅線圈本體，14-連接筒，15-發(fā)光二極管，16-頂蓋，17-筒壁。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座1，底座I可以是長(zhǎng)方形的，也可以是圓形的，其形狀沒(méi)有限定，其作用是作為整個(gè)裝置的固定平臺(tái)，在底座I上設(shè)置一個(gè)固定的支撐桿2，在支撐桿2頂部設(shè)置有頂尖9，然后在支撐桿2上套裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板4，支撐桿2與轉(zhuǎn)動(dòng)板4通過(guò)軸承3產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)板4上設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的立桿5，在轉(zhuǎn)動(dòng)板4與立桿5的連接處設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)塊8，通過(guò)在立桿5上設(shè)置一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極，一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極包括一個(gè)N極和一個(gè)S極,一對(duì)磁極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)，在立桿5上安裝有磁性與實(shí)驗(yàn)磁極6相反的固定磁極7，固定磁極7與實(shí)驗(yàn)磁極6吸合貼合固定在立桿5上，作為替換手段，也可以采用在立桿5上設(shè)置有插口，實(shí)驗(yàn)磁極6與插口相匹配且插接在插口內(nèi)的方式；如圖2所示，采用本實(shí)用新型的裝置演示同性相吸的結(jié)構(gòu)示意圖，鋁框10不是磁導(dǎo)體，是不帶磁性的，它本身與磁場(chǎng)不發(fā)生作用，當(dāng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框10切割磁感線，在鋁框10中感生出電流，流動(dòng)的電流產(chǎn)生電磁，就使鋁框10成為了小磁針一樣的磁體，電磁與磁場(chǎng)作用就使鋁框10旋轉(zhuǎn)起來(lái)了。
[0029]實(shí)施例二
[0030]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:實(shí)驗(yàn)裝置為線圈，包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的銅線圈本體13，兩個(gè)銅線圈本體13中部固定在一個(gè)連接筒14上，在連接筒14上設(shè)置有與頂尖9相匹配的安裝孔，在銅線圈本體13的輸出端連接有發(fā)光二極管15，將金鋁框10換成3000—4000匝的一組線圈，同時(shí)一正一反的并聯(lián)接入兩只導(dǎo)通電壓為1.5V的紅、綠發(fā)光二級(jí)管進(jìn)行探究，線圈中感生的電壓達(dá)到了發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓1.5V ;感生的電流方向隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極變化而交替改變方向，也就是交流電；能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是從機(jī)械能一電能—磁能、光能。
[0031]實(shí)施例三
[0032]如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于:實(shí)驗(yàn)裝置為鼠籠殼體，鼠籠殼體包括封閉的頂蓋16、以及連接在頂蓋16下方的筒壁17，在筒壁17上設(shè)置有多個(gè)鏤空的矩形槽，鼠籠殼體實(shí)際上是多個(gè)并在一起的鋁框，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)，感生的電流更強(qiáng)，電磁強(qiáng)度更大，受力更均勻，鼠籠殼體是根據(jù)教材中“交流電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用”而進(jìn)行的探究，這更接近實(shí)際應(yīng)用的本質(zhì)，更具有可探究性，更加生動(dòng)形象。
[0033]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，包括底座(I)，其特征在于:在底座(I)上設(shè)置有垂直于底座(I)的支撐桿(2 )，在支撐桿(2 )上套裝有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板(4 )，在轉(zhuǎn)動(dòng)板(4 )上設(shè)置有兩個(gè)相互平行的立桿(5)，兩個(gè)立桿(5)關(guān)于支撐桿(2)對(duì)稱(chēng)，在兩個(gè)立桿(5)相對(duì)的面上設(shè)置有一對(duì)實(shí)驗(yàn)磁極(6 )，還包括安裝在支撐桿(2 )上的鋁環(huán)、或者線圈、或者鼠籠殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述的支撐桿(2)與轉(zhuǎn)動(dòng)板(4)之間通過(guò)軸承(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述的立桿(5)上設(shè)置有插口，所述實(shí)驗(yàn)磁極(6 )與插口相匹配且插接在插口內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述的立桿(5)上安裝有磁性與所述實(shí)驗(yàn)磁極(6)相反的固定磁極(7),固定磁極(7)與實(shí)驗(yàn)磁極(6)吸合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:還包括加強(qiáng)塊(8)，加強(qiáng)塊(8)的兩側(cè)分別連接在轉(zhuǎn)動(dòng)板(4)與立桿(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:在所述支撐桿(2 )頂部設(shè)置有頂尖(9 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述鋁環(huán)包括鋁框(10)，在鋁框(10)的下方設(shè)置有套裝在支撐桿(2)上的套環(huán)(11)，在鋁框(10)頂部設(shè)置有一個(gè)與頂尖(9)相配合的裝配腔(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具，其特征在于:所述線圈為包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的銅線圈本體(13)，兩個(gè)銅線圈本體(13)中部固定在一個(gè)連接筒(14)上，在連接筒(14)上設(shè)置有與頂尖(9)相匹配的安裝孔，在銅線圈本體(13)的輸出端連接有發(fā)光二極管(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電實(shí)驗(yàn)的教具,其特征在于:所述的鼠籠殼體包括封閉的頂蓋(16)、以及連接在頂蓋(16)下方的筒壁(17)，在筒壁(17)上設(shè)置有多個(gè)鏤空的矩形槽。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203535879SQ201320726054
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】張明永 申請(qǐng)人:張明永